砂卵石地层盾构施工要点
复杂条件下盾构施工技术(1)-选型及砂卵石地层
盾构选型中的地质因素： 广州地铁沿线的工程地质、水文地质条件比较复杂,其中最重要的特点是工程范围内的岩土均一性差,物理力学特性差异大。地铁围岩既有十分松软富水的淤泥质土、中细沙层,又有较坚硬的砂砾岩、花岗片麻岩、混合岩,以及介于上述两类岩土之间具不同风化程度的软塑～ 硬塑状粘性土层。软硬相间的红色砂泥岩是地铁隧道施工的主要地层。因此选择用于广州地铁施工的盾构时,要求它必须有与上述地质条件相匹配的性能。
7
转速控制 （微调性）
好
差
好
A:由于变频，可控制转速和进行微调 B:由于采用离合器，不能实现无级调速 C:控制液压泵排量，可控制转速和进行微调
8
噪音
小
小
大
C:液压系统的噪音一般大于电动机系统
9
盾构内 温度
低
较低
较高
C:液压系统功耗大，故温度较高
10
维护保养
易
易
较困难
B:维护保养工作较少 C:液压系统的维护和保养一般较复杂，要求较高。
3．盾构机选型的其它条件 除了地质条件以外的盾构机选型的制约条件还很多，如工期、造价、环境因素、基地条件等。 工期制约条件 因为手掘式与半机械式盾构机使用人工较多，机械化程度低，所以施工进度慢。其余各类型盾构机因为都是机械化掘进和运输，平均掘进速度比前者快。 造价制约因素 一般敞口式盾构机的造价比密闭式盾构机低，主要原因是敞口式盾构机个象密闭式盾构机那样有复杂的后配套系统，在地质条件允许的情况下，从降低造价考虑，宜优先选用敞口式盾构机。 环境因素的制约 敞口型的盾构机引起的地表沉降大于网格式盾构，更大于密闭式的掘进机。
盾构类型与颗粒级配的关系
一般来说，细颗粒含量多，碴土易形成不透水的塑流体，容易充满土仓，在土仓中可以建立压力，平衡开挖面的土体。粗颗粒含量高的碴土塑流性差，实现土压平衡困难。 盾构类型与颗粒级配的关系详见下图，图中蓝色区域为淤泥粘土区，为土压平衡盾构适应范围，绿色区域为粗砂、细砂区，即可使用泥水盾构，也可经土质改良后使用土压平衡盾构，黄色区域为卵石砾石粗砂区，为泥水盾构适用的颗粒级配范围。
富水砂卵石地层地铁区间隧道盾构法施工管理规程指导意见
富水砂卵石地层地铁区间隧道盾构法施工管理规程指导意见成都轨道交通有限公司2011年6月前言本规程是根据成都轨道交通有限公司的要求（合同编号：2D0251-2010-028-KY006），由西南交通大学、成都轨道交通有限公司、中国中铁隧道集团有限公司等单位共同编写。
本规程编写组参照了国内外盾构隧道相关标准，结合了多年来成都地铁盾构隧道工程实践经验和技术成果，并征求建设、设计、施工、监理等有关单位的意见，最终制定本规程。
本规程的主要技术内容为：1.总则；2.术语；3.基本规定；4.盾构始发；5.一般地段盾构掘进控制；6.出土管理；7.壁后注浆；8.刀具更换；9.盾构接收；10.盾构停机重启；11.特殊地段施工；12.管片拼装；13.监控量测及质量检测；14.隧道施工组织管理。
各单位在执行本规程过程中，结合过程实践，认真总结经验，如发现需要修改和补充之处，请将意见或建议寄西南交通大学《成都地铁盾构隧道施工规程》编写组（地址：四川省成都市二环路北一段111号西南交通大学土木馆1609室；邮政编码：610031），以供今后修订时参考。
主编单位：西南交通大学成都轨道交通有限公司参编单位：中国中铁隧道集团有限公司中铁十三局集团有限公司中铁二院工程集团有限责任公司中铁二局集团有限公司中铁十五局集团有限公司中煤国际工程集团重庆设计研究院广东华隧建设股份有限公司主要起草人：何川肖中平马文义沈卫平吕强方勇张延晏启祥刘高峰姚小平江英超张志强耿萍王士民汪波封坤郭瑞目次1总则 (1)2术语 (1)3基本规定 (2)4盾构始发 (3)4.1地层处理 (3)4.2盾构始发准备工作 (3)4.3盾构姿态控制 (4)4.4盾构始发掘进控制 (4)5一般地段盾构施工 (4)5.1一般规定 (4)5.2盾构推力 (5)5.3推进速度 (5)5.4掘削扭矩 (5)5.5刀盘转速 (5)5.6土仓压力 (5)6出土管理 (5)6.1碴土改良 (6)6.2添加材要求 (6)6.3出土体积控制 (6)6.4出土重量控制 (6)6.5螺旋输送机 (6)6.6防喷涌 (7)6.7出土记录管理 (7)7壁后注浆 (7)7.1一般规定 (7)7.2注浆参数的选择 (7)7.3注浆材料 (8)7.4二次注浆 (8)7.5注浆作业管理 (8)8刀具更换 (8)8.1换刀地点 (8)8.2换刀方法 (9)8.3带压换刀 (9)9盾构接收 (9)9.1接收前准备 (9)9.2盾构接收掘进控制 (10)10盾构停机重启 (10)10.1带压换刀作业完成后盾构重启 (10)10.2盾构长时间停机重启 (10)11特殊地段盾构施工 (10)11.1一般规定 (10)11.2特殊地段的施工措施 (11)12管片拼装 (11)12.1一般规定 (11)12.2拼装前的准备 (11)12.3拼装作业 (11)12.4管片拼装质量控制 (12)12.5管片修补 (12)12.6防水 (12)13监控量测及质量检测 (13)13.1一般规定 (13)13.2监控量测内容 (13)13.3沉降及位移监测 (14)13.4管片结构内力及荷载量测 (14)13.5质量检测 (14)13.6资料整理和信息反馈 (15)14隧道施工组织管理 (16)14.1一般规定 (16)14.2业主单位 (16)14.3监理单位 (16)14.4施工单位 (16)14.5第三方监测单位 (17)本规程用词说明 (18)附：条文说明 (20)1 总则1.0.1为了加强成都地铁盾构法隧道工程的施工管理，统一盾构法隧道工程的施工技术与质量验收标准，确保施工过程的工程安全、环境安全和工程质量，制定本规程。
砂卵石地层盾构穿越建筑物施工技术措施
砂卵石地层盾构穿越建筑物施工技术措施【摘要】在城市地下进行盾构隧道掘进施工，有时盾构将不可避免的穿越建构筑物或地下管线，采取何种施工措施控制其变形，是地铁或其他地下工程盾构施工中不可回避的问题。
本文针对成都地铁盾构在砂卵石地层穿越不同结构、基础和建设年代建筑物时所采用的技术措施进行了简单描述，希望能够对相同或接近地层的盾构施工起到借鉴作用。
关键词：盾构建构筑物加固施工1．前言：地铁工程建设所选择线路主要区段均在城市的主城区，因规划和历史原因，地铁隧道线路或将不可避免的在既有建构筑物或地下重要管线的下方穿过。
但受盾构施工机理和地质情况的限制，掘进时将引起地面隆起和沉降。
如沉降或隆起超过建构筑物或管线允许的变形控制极限，造成地面建构筑物和管线的变形、开裂，甚至建筑物倒塌，可能带来的纠纷对施工产生不可忽视的影响，不但影响施工进度和施工安全，并且会造成严重的社会不良影响。
特别是成都砂卵石地层、含水量丰富且有粉细砂透镜体，在扰动状态下掌子面不稳定，地面沉降量和沉降速率均较大，采取何种施工措施控制建构筑物的变形是盾构施工的难点。
2．成都地铁地质情况描述：盾构隧道从<2-8>、< 3-4>、<3-7〉等砂卵石地层中通过。
卵石成分主要为灰岩、砂岩、石英岩，卵石的含量达67％，中间夹杂大漂石。
砂卵石具有分选性差，强度高的特点（地质情况见图1、图2所示）。
隧道通过的地层含水丰富，根据钻孔揭示，隧道区间分布的卵石土及所夹透镜状砂层为地下水主要含水层，含水量丰富，含水层厚20～22 .6m，区间范围内卵石土分选性差，渗透性强。
图1、基坑开挖时渣土状态图2、刀盘前掌子面土体3．盾构施工中引起沉降的情形分析：（1）、盾构掘削面前的地层变形：盾构推力过大和出土率小而引起的挤压隆起和前移；盾构推力过小和出土率大而引起的塌陷。
（2）、盾构通过时引起的地面变形：盾构盾体与土体摩擦引起的隆起和前移；刀盘超挖、盾构蛇形扰动引起的地面沉陷。
砂卵石地层盾构施工技术
砂卵石地层盾构施工技术摘要：砂卵石地层盾构施工风险较大，长距离穿越砂卵石地层，往往会产生刀盘刀具磨损严重，同时如出土量控制、背后注浆控制不当，会引起地面沉降，甚至塌陷等问题。
本文在北京地铁16号线某区间施工中采取了控制排土量、紧凑衔接各工序、及时同步注浆与二次补浆等控制措施，大大减小了土体沉降量，保证了施工安全。
关键词：砂卵石地层；盾构隧道施工1工程介绍北京地铁16号线苏州街站后停车线～苏州桥站区间为叠落区间，盾构机从苏州桥站北端始发，至苏州街站后施工横通道接收。
区间右线841.35米，左线长度841.484米。
右线埋深范围为13.6m~28.4m，左线埋深范围为21.6m~38m。
盾构穿越地层由上而下揭示的地层分别为：杂填土层、砂质粉土层、粉质粘土层、粉细砂层、卵石层、粉质粘土层。
盾构区间主要穿越卵石圆砾⑤层、粉质粘土⑥层、卵石圆砾⑦层。
卵石⑤层一般粒径10-30mm，最大粒径不小于300mm，粒径大于20mm的含量大于55%；卵石⑦层最大粒径不小于350mm，一般粒径15～25mm。
砂卵石在该区间的盾构掘进整个长度及断面范围内中占了约1/2，由于地层物理力学性质的特殊性，并且存在承压含水层，导致盾构在掘进过程中容易产生以下问题。
1)砂卵石地层具有相对较高的压缩模量及较大的内摩擦角，盾构在掘进过程中容易出现推力大、推进速度缓慢，进而引起盾壳及刀盘、刀具磨损，影响盾构施工的安全。
2)承压含水层中的盾构施工，由于地层含水量高，容易出现螺旋机喷涌，危及地面及周边环境安全。
2盾构设计上的调整2．1盾构壳体采用阶梯型原盾构壳体采用直筒型设计，即盾构的刀盘、切口环、支承环及盾尾的外直径相同。
此时盾壳及刀盘与周边的土体全面接触。
根据砂卵石层特点，盾构掘进的摩擦阻力明显增大。
为了减少盾壳与周边砂土的摩擦力，特将盾壳由原直筒型改造成前大后小的阶梯型，从而可将盾构穿越砂卵石的总推力控制在22000～35000kN,比原直筒型盾壳减少约30%。
06-富水砂卵石地层土压平衡盾构施工关键技术
(4) 建议采用“泡沫+矿物材料”的改良方案对该土体进行改良，发挥了两种材 料具有互补性，泡沫主要在细颗粒中起到减磨和提高流动性的作用，矿物材料主 要起到增加细颗粒含量，提高渣土流塑性，提高抗渗性；在粗颗粒多的地段，减 小泡沫注入量，增大矿物添加材的注入量；在细颗粒较多的地段，减少矿物添加 量，增大泡沫注入量； (5) 在水头高的地段，尽量减少泡沫用量，增大高浓度粘土的注入率。
4#
1835 11.53 94557 45 28.4 60
5#
2075 13.04 106941 60 36 60
6#
2315 14.55 119324 67 44 60
7#
2555 16.05
距离中心的距离（mm） 1115 旋转一周所走的形程 /m 总行程/m 磨损量/mm 计算最小厚度/mm 建议刮刀厚度/mm 7.01 57489 5 10 30
滚刀磨损分析
掘进中滚刀受力示意图
滚刀与砂卵石地层的作用
开挖面松散，不能给滚刀提供足够的反力，无法提供足够的转动力矩； 刀箱内渣土的结块、结饼，使得滚刀的阻力力矩增大； 由于掘进松散带的存在，刀鼓直接和松散带的卵石接触，经过卵石的撞击，造 成了主轴承的启动扭矩增大，从而造成T阻加大，使得转动困难； 由于滚刀的长期不转动，使得砂卵石在一个方向摩擦，造成滚刀严重偏磨。
改良成本
低
中等
偏高
渣土改良综合评价
(1) 对于细颗粒含量较大的地层，只要含水率达到18%，流动性等指标已经能达 到很好，只需要添加适量的泡沫以减小土体与刀盘、刀具及机械之间的摩擦； (2) 对于含大颗粒较多的地层，改良的主要目的是解决流动性和抗渗性，建议 采用加入矿物材料的方法补充细颗粒；意大利都灵地铁采用增加细颗粒的方法进 行渣土改良。 (3) 采用硅胶对渣土进行改良，对于富水的大颗粒卵石改良效果不是很明显， 而且存在改良成本过高的不足；
砂卵石地层盾构下穿建筑物施工技术
砂卵石地层盾构下穿建筑物施工技术摘要：目前，国内城市轨道交通快速发展，盾构机因施工速度快、安全可靠、无污染等优势而得到广泛应用。
本文结合工程实例，介绍盾构机在复杂地层下穿越建筑群时采取的技术措施。
关键词：盾构机；下穿；建筑物；技术1．工程概况1.1工程范围火车南站～科华南路站区间隧道长约980m，两条单线隧道线间距12.00m～16.00m，最小曲线半径450m；隧道线路埋深为16.19m～28.54m，线路纵断面最大坡度为29‰。
1.2工程地质1.3水文情况本区间地下水主要有三种类型：一是赋存于填土层的上层滞水，二是第四系砂卵石层的孔隙水，三是基岩裂隙水。
卵石土层中孔隙水渗透性好，为强透水层，渗漏系数K=20m/d。
2.砂卵石地盾构下穿建筑物危险性分析2.1下穿建筑物情况介绍本标段盾构下穿建筑物众多，其中风险性较高的主要集中在火科区间盾构在砂卵石地层中连续下穿和平小区二期（1栋、2栋）、和平佳苑（1栋、2栋）、南铁新居（1栋、2栋、5栋）、和平小区四期（1栋、10栋）等9栋建筑物。
2.3风险性分析盾构掘进不可避免会造成地表沉降，在成都地铁特有的富水砂卵石地层中，由于砂卵石层在一定的条件下在较长时间内有一定的自稳能力，因此，沉降具有很强的滞后性。
所以防止滞后沉降是保护建筑物安全的一个重要手段。
根据实地调查该处9栋建筑物大部分为2002年左右时间建造，经过5.12大地震的影响，部分房屋出现了裂缝，部分楼层甚至出现了贯通缝隙，建筑物沉降控制标准要求较高。
隧道在该处平面为R=450m的曲线，曲线半径小，盾构在砂卵石地层中，由于在掘进过程中会对地层产生扰动，可能造成地表建筑物沉降、开裂、倾斜，直接影响到地面建筑物正常、安全使用，对建筑物内工作人员或周边人群的生活秩序、人身安全、财产安全造成一定危害。
所以盾构下穿风险性极高，判定为重大危险源。
3、盾构下穿房屋施工流程及过程控制3.1盾构下穿房屋施工流程图图3-1 盾构下穿房屋施工流程图3.2下穿前技术准备工作（1）地质补勘盾构下穿建筑物群前，对该段地层进行地质补勘，通过与原地勘资料相比，地质基本相同，无地层突变带。
成都地区富水砂卵石地层盾构到达施工技术
2富水砂卵石地层盾构到达施工技术
2.1到达端头加固
2.1.1超前大管棚加固
区间盾构到达洞门拱部采用“大管棚+注浆”方式超前加固，主要施工参数如下：（1）大管棚钢管采用φ108mm，壁厚6mm的无缝钢管管棚分节安装施作，规格3m×5节=15m；（2）管棚布置范围为拱顶120°范围内，管棚孔口位置在盾构拱部开挖轮廓线外200mm位置环形布置，钢管环向中心间距400mm；（3）注浆管上钻孔，孔径10mm，孔间距200mm，梅花形布置；（4）注浆浆液采用水泥浆，水泥浆水灰比0.8：1，注浆压力控制0.2～0.4Mpa。
引言
盾构到达施工是盾构施工高风险之一，处理不当将出现端头涌泥涌沙、端头坍塌导致地面沉陷及管线破坏等不良事件。盾构到达段地层覆盖较薄、地层松散，存在较厚透水性较差的砂层地质；地下管线较多且错综复杂，降水井设置及降水难度大。为保证盾构顺利到达接收降低施工风险，本文依托成都地铁三号线二三期工程龙桥路站~双凤桥站区间盾构到达接工程情况，对盾构到达中施工环节加以简要阐述和总结。
成都地区富水砂卵石地层盾构到达施工技术
摘要：盾构到达施工是盾构施工高风险之一，本文根据成都地铁3号线二三期工程龙桥路站~双凤桥站区间盾构机到达施工为工程背景，简要概述了富水砂卵石地层盾构机到达接收端头加固的相关施工控制技术，总结了施工过程中的几个关键注意事项，可为以后类似工程提供参考和借鉴。
关键词：富水砂卵石地层；盾构到达；端头加固
2.2.2地面钻孔加固
地面辅以袖阀管深孔注浆加固，袖阀管采用直径Ф38mm的PE管，注浆孔间距5m，每排3个注浆孔，车站端头15m范围梅花型布置，孔深至隧道中心位置处。地表打孔前进行人工探挖深度不小于3m，以免对管线造成破坏，钻孔完成后放入PE管采用后退式注入水泥浆进行地层加固。
最新富水砂卵石地层中盾构施工的控制难点及措施
富水砂卵石地层中盾构施工的控制难点及措施富水砂卵石地层中盾构施工的控制难点及措施段浩引言：随着中国经济的快速增长、城市人口数量迅速膨胀，机动车辆的数量呈级数比例增长，原有的市政道路难以满足交通的需要，为缓解城市交通压力、创造良好的生活和投资环境，国内各主要城市均选择修建地铁工程来提升城市形象和投资环境。
隧道是地铁工程最主要的组成部分，隧道盾构法施工具有施工速度快、工期短、洞体工程质量易控制、质量比较稳定且良好的防渗水性能、施工安全系数高、对周边建筑物影响极小、基本不影响地面交通、适合地层范围广、地质情况复杂的施工作业环境等优点。
随着我国各大城市地铁建设热情的高涨，隧道盾构施工方法必将在地铁建设中被广泛推广应用。
盾构施工虽然有对地层的广泛适应性、施工安全系数高等优点，但因地质情况千变万化、施工环境的复杂性，在盾构施工中必然存在盾构机的适应性和施工方法、措施的调整。
成都地铁穿越的地层主要为砂卵石地层并夹杂有粉细砂层透镜体，地下水丰富、水位高、补给迅速，国内、国际在该种地质条件下全面实施盾构施工隧道尚不多见，无较多经验可以借鉴，在地铁建设史上的应是一次重要技术性突破。
截至目前成都地铁采用泥水盾构和土压平衡盾构施作的隧道，已经完成成型隧道1000余米，在施工中出现一些有别于其它地质情况下施工的难点，对这些难点的技术处理为在富水砂卵石地层中盾构施工积累了一些应对的经验。
成都地铁地质情况描述：盾构隧道从<2-8>、< 3-4>、<3-7〉等砂卵石地层中通过。
卵石成分主要为灰岩、砂岩、石英岩，卵石的含量达67％，中间夹杂大漂石。
砂卵石具有分选性差，强度高的特点。
<2-8>卵石土（Q4al）：黄灰色，黄褐色，中密～密实为主，部分密实，潮湿～饱和。
卵石成分主要为中等风化的岩浆岩、变质岩、砂岩等硬质岩组成。
磨圆度较好，以亚圆形为主，少量圆形，分选性差，卵石含量65～75%，粒径以30～70mm为主，钻探揭示最大粒径145mm，夹零星漂石，充填物为细砂及圆砾。
砂卵石地层盾构穿越建筑物施工技术措施参考Word
砂卵石地层盾构穿越建筑物施工技术措施【摘要】在城市地下进行盾构隧道掘进施工，有时盾构将不可避免的穿越建构筑物或地下管线，采取何种施工措施控制其变形，是地铁或其他地下工程盾构施工中不可回避的问题。
本文针对成都地铁盾构在砂卵石地层穿越不同结构、基础和建设年代建筑物时所采用的技术措施进行了简单描述，希望能够对相同或接近地层的盾构施工起到借鉴作用。
关键词：盾构建构筑物加固施工1．前言：地铁工程建设所选择线路主要区段均在城市的主城区，因规划和历史原因，地铁隧道线路或将不可避免的在既有建构筑物或地下重要管线的下方穿过。
但受盾构施工机理和地质情况的限制，掘进时将引起地面隆起和沉降。
如沉降或隆起超过建构筑物或管线允许的变形控制极限，造成地面建构筑物和管线的变形、开裂，甚至建筑物倒塌，可能带来的纠纷对施工产生不可忽视的影响，不但影响施工进度和施工安全，并且会造成严重的社会不良影响。
特别是成都砂卵石地层、含水量丰富且有粉细砂透镜体，在扰动状态下掌子面不稳定，地面沉降量和沉降速率均较大，采取何种施工措施控制建构筑物的变形是盾构施工的难点。
2．成都地铁地质情况描述：盾构隧道从<2-8>、< 3-4>、<3-7〉等砂卵石地层中通过。
卵石成分主要为灰岩、砂岩、石英岩，卵石的含量达67％，中间夹杂大漂石。
砂卵石具有分选性差，强度高的特点（地质情况见图1、图2所示）。
隧道通过的地层含水丰富，根据钻孔揭示，隧道区间分布的卵石土及所夹透镜状砂层为地下水主要含水层，含水量丰富，含水层厚20～22 .6m，区间范围内卵石土分选性差，渗透性强。
图1、基坑开挖时渣土状态图2、刀盘前掌子面土体3．盾构施工中引起沉降的情形分析：（1）、盾构掘削面前的地层变形：盾构推力过大和出土率小而引起的挤压隆起和前移；盾构推力过小和出土率大而引起的塌陷。
（2）、盾构通过时引起的地面变形：盾构盾体与土体摩擦引起的隆起和前移；刀盘超挖、盾构蛇形扰动引起的地面沉陷。
在富水砂卵石地层中盾构机掘进重难点控制
在富水砂卵石地层中盾构机掘进重难点控制摘要：本文针对盾构机在富水砂卵石地层中掘进，介绍了掘进中的重难点，刀盘、螺旋机如何选型、配置，进行有效的渣土改良及控制，洞内注浆参数的选择，预防、控制地面沉降，地面监测位置、时机确定，为今后类似问题的处理与解决提供了参考与借鉴。
关键词：盾构机；富水砂卵石；刀盘；渣土改良；注浆；监测1.引言在富水砂卵石地层中掘进，易对刀盘、刀具、渣土输送系统等部位磨损严重，选用盾构机时，要充分考虑刀盘、螺旋机的适应性；刀盘前极易出现固结泥饼现象，容易引起超挖，导致地面塌陷，施工中根据隧道所处位置与地层条件，合理设定开挖面压力，及时调整仓内泡沫、膨润土、水等材料的注入量，调整好渣土和易性，减小渣土对盾构刀具、刀盘的磨损及刀盘扭矩过大等问题，控制地层变形。
调整土。
合理确定同步注浆的材料、压力和流量，及时填充地层空隙，控制地面沉降，在施工过程中根据监测结果，及时进行调整。
2.刀盘及螺旋机的选用盾构机在粒径较大的砂卵石地层中掘进时，经常遇到卵石将螺旋机卡死的情况，虽然通过螺旋机的正反转，前后伸缩能将一些石块排出，人工用风炮破碎，但是情况比较严重的会将螺旋机轴卡断，由于在隧道里修复，安全风险大、工期拖延久，社会影响不好，所以一定要避免断轴状况的发生。
尽可能选择具有较大轮廓直径、牙高值和螺距的螺旋输送机，使其具有通过的较大直径卵石的能力，避免卵石不堵塞或卡死螺旋输送机。
刀盘的开口一定要不能大于螺旋输送机的最大粒径尺寸，也可以采取在刀盘面板开口处增加格栅的方法阻止大粒径石块进入土仓。
根据经验，我们一般选用开口率为35%左右的刀盘，开口率太大，大粒径卵石容易进入土仓、进入螺旋机，开口率太小影响渣土的流动性，影响掘进效率。
通常选用具有破碎大粒径卵石能力的盾构机。
为能够破碎卵石刀盘需要配备滚刀以满足破碎卵石的功能，使大卵石的破碎成为可能。
在砂卵石地层中硬岩滚刀的刃轨迹间距宜参照螺旋输送机能通过的最大粒径设定。
富水砂卵石地层中盾构施工的控制难点及措施
富水砂卵石地层中盾构施工技术成都地铁地质情况描述：盾构隧道从<2-8>、< 3-4>、<3-7〉等砂卵石地层中通过。
卵石成分主要为灰岩、砂岩、石英岩，卵石的含量达67％，中间夹杂大漂石。
砂卵石具有分选性差，强度高的特点。
<2-8>卵石土（Q4al）：黄灰色，黄褐色，中密～密实为主，部分密实，潮湿～饱和。
卵石成分主要为中等风化的岩浆岩、变质岩、砂岩等硬质岩组成。
磨圆度较好，以亚圆形为主，少量圆形，分选性差，卵石含量65～75%，粒径以30～70mm为主，钻探揭示最大粒径145mm，夹零星漂石，充填物为细砂及圆砾。
引言：随着中国经济的快速增长、城市人口数量迅速膨胀，机动车辆的数量呈级数比例增长，原有的市政道路难以满足交通的需要，为缓解城市交通压力、创造良好的生活和投资环境，国内各主要城市均选择修建地铁工程来提升城市形象和投资环境。
隧道是地铁工程最主要的组成部分，隧道盾构法施工具有施工速度快、工期短、洞体工程质量易控制、质量比较稳定且良好的防渗水性能、施工安全系数高、对周边建筑物影响极小、基本不影响地面交通、适合地层范围广、地质情况复杂的施工作业环境等优点。
随着我国各大城市地铁建设热情的高涨，隧道盾构施工方法必将在地铁建设中被广泛推广应用。
盾构施工虽然有对地层的广泛适应性、施工安全系数高等优点，但因地质情况千变万化、施工环境的复杂性，在盾构施工中必然存在盾构机的适应性和施工方法、措施的调整。
成都地铁穿越的地层主要为砂卵石地层并夹杂有粉细砂层透镜体，地下水丰富、水位高、补给迅速，国内、国际在该种地质条件下全面实施盾构施工隧道尚不多见，无较多经验可以借鉴，在地铁建设史上的应是一次重要技术性突破。
截至目前成都地铁采用泥水盾构和土压平衡盾构施作的隧道，已经完成成型隧道1000余米，在施工中出现一些有别于其它地质情况下施工的难点，对这些难点的技术处理为在富水砂卵石地层中盾构施工积累了一些应对的经验。
砂卵石地层盾构隧道施工工法
砂卵石地层盾构隧道施工工法一、前言隧道通常是道路、铁路等重要交通建设的基础设施，盾构隧道作为一种新兴的隧道施工技术，越来越受到开发商的青睐。
作为盾构隧道施工技术的一种工法，砂卵石地层盾构隧道施工工法因其适应性强、施工效率高、节能环保等优点，成为盾构隧道建筑工程的热门技术之一。
二、工法特点砂卵石地层是指土层中混杂有不同粒径的砾石以及小到泥沙粒子的土层，这种地质条件较为复杂，对隧道施工提出了较高的要求。
砂卵石地层盾构隧道施工工法的特点主要有以下几点：1.适应性强：该工法适用于砂卵石地层的盾构隧道施工，具有广泛的适应范围。
2.施工效率高：由于该工法采用现代化机械设备、自动化控制技术和先进的施工工艺，因此施工效率较高，大大缩短了施工周期。
3.节能环保：该工法不需要开挖大量的土方，因此能够减少对环境的破坏，节能环保。
4.施工质量高：该工法采用先进的施工工艺以及精细化的质量控制手段，因此能够保证隧道的建设质量。
三、适应范围砂卵石地层盾构隧道施工工法适用于以下工程类型：1.城市地下道路和铁路隧道2.水电工程隧道3.矿山工程隧道4.区域供水、供气等工程隧道四、工艺原理砂卵石地层盾构隧道施工工法的基本原理就是在盾构机前端设置割刀，通过高压水射流和旋转切削装置将砂卵石地层的土层削割成少量的土块然后通过螺旋输送器输送到后面的运输装置上，然后将土屑送到地面处理。
施工过程中，需要根据实际情况采取一些特殊的技术措施来确保施工的顺利进行：1.优化割刀形状：针对不同地质条件选择不同的割刀形状。
2.设置多点喷射：利用多点喷射组织出水套圈，形成多个高压水射流从不同角度同时对地层进行切割。
3.设备自动调整：根据施工过程中的实时监测信息，自动进行设备参数调整。
五、施工工艺砂卵石地层盾构隧道施工工艺包括以下几个施工阶段：1.盾构机安装：将盾构机设备安置于开口区，确定开工时间。
2.土层探测：对待施工区域进行地质勘探、检测工作，掌握地质情况。
富水砂卵石地层盾构穿越铁路路基施工技术
（3）由于砂卵石地层对刀具的磨损非常严 重，所以本区间提高了盾构刀具材质的耐磨性， 同时对滚刀进行了加厚、加高处理。厚度由原来的 19.6mm提高到30mm，高度由原来的432mm提高到 448mm。
CAO Jian-hui
1 工程概况
成都地铁8号线殷—高区间由殷家林站起往 正北方向下穿10多栋建筑及西环铁路后至高朋大 道站风亭。区间隧道长1104.881m，最小平面曲 线半径为350m，左右线中心线间距11～16.2m， 隧道埋深8.40～25.09m，区间纵向线路为“V”字 坡，最大纵坡为24‰。殷—高区间隧道左右线在 里程K30+140—K30+161范围下穿铁路路基，其中 穿越长度21m。考虑盾构影响范围为路基前后各 20m，下穿铁路区共61m，盾构隧道与路基交角为 87°。隧道拱顶埋深21.9～22.8m。双线中心间距 为16.2～16.7m。隧道开挖半径为6280mm，管片外 径6000mm，内径5400mm，厚度300mm，管片幅 宽1.5m。管片组拼接方式为错缝拼装。隧道区间 主要穿越稍密卵石、中密卵石、密实卵石等地层。 本区间地下水位高，透水性强。
2 砂卵石地层盾构施工重难点
（1）砂卵石地层为力学不稳定地层，无黏聚 力，地层结构分散且离散性大。盾构掘进中掌子面 不稳定，地层反应灵敏易发生坍塌。
（2）因该地层的特点，不能按理论土压平衡 机建立合理的土压力，从而造成掌子面失稳，会引
起地表塌陷。 （3）目前盾构在砂卵石中的切削机理尚不够
盾构穿越砂卵石地层面临的技术难题与对策
报告人：马栋目录一前言二施工关键技术三施工案例四结束语截至2019年6月，我国大陆地区共有37个城市开通城市轨道交通，运营线路总长度6126.82公里。
盾构法是目前轨道交通建设领域常用的工法，盾构机如何在砂卵石地层安全快速施工，是我们面临的一个难题。
砂卵石地层工程地质特点目前在我国盾构施工中遇到砂卵石地层较多的城市主要有：北京、成都、兰州、沈阳等。
城市卵石粒径卵石含量水位埋深渗透系数漂石粒径漂石含量北京20~60mm50%~70%22m200m/d200~600mm15%~45%成都20~200mm80%2~5m25m/d200~1000mm34%兰州20~50mm55%~70%13～18.7m60m/d400~500mm漂石较少沈阳20~45mm5~20% 4.5~10m100m/d150mm几乎无漂石砂卵石层的典型结构砂卵石地层一般具有透水性强，级配差，扰动后易失稳等特性。
某城市砂卵石层的漂石砂卵石地层工程地质特点某城市砂卵石层的级配曲线mm%砂卵石地层施工技术难题换刀作业风险高沉降控制难刀盘、螺旋机(泥浆环流系统)易卡停渣土不易改良设备磨损严重1、沉降控制困难盾构施工地表沉降的5个阶段第一阶段：盾构机到达前第二阶段：盾构机掘进时第三阶段：盾体通过时第四阶段：管片脱出盾尾时第五阶段：后期沉降盾构机在砂卵石地层施工，沉降主要发生在：⚫通过后，滞后沉降⚫盾构机掘进时，土体超挖出现垮塌2、刀盘、螺旋机(泥浆环流系统)易卡停盾构机在砂卵石地层中掘进，刀盘扭矩大，正常掘进时在3000～5000Kn·m 之间，当遇到较大漂石、掌子面失稳垮塌时，极易发生刀盘卡停。
刀盘卡停落石箱格栅堵塞切口、刀具破坏，刀盘、螺旋机卡停等问题；容易造成刀盘卡停、泥浆环流系统阻塞泥水盾构土压盾构3、设备磨损严重盾构机在砂卵石地层中掘进，卵石强度大，对刀盘、刀具、螺旋输送机/泥浆环流系统具有较大冲击和磨损。
螺旋机叶轮破损刮刀磨损滚刀磨损泥浆管磨损4、渣土不易改良由于砂卵石地层具有卵石含量高、级配单一、渗透系数大等特点，盾构机掘进中经常出现出土流动性较差、螺旋机易喷涌等问题。
砂卵石地层盾构施工要点
盾构在大粒径砂卵石地层推进是 世界难题
• 一、盾构设备
• 二、土体改良
三、土压建立一、设备适应性• 1、刀 Nhomakorabea扭矩及推力
1）理论计算扭矩
T Ti
i 1
9
（1）切削土体所需的扭矩
T1 qu hrdr
0
r0
1 2 q w hr0 2
（2）刀盘自重产生的抵抗旋转的扭矩
T2 GR12
X I A N X
先行刀刀盘
滚刀刀盘
3、刀具及刀具布置
刀具
先行刀（撕裂刀）
切削刀（刮刀）
１ .Main bit
Secondaly bit Ｈ＝８０ｍｍ
Primary bit Ｈ＝１１０ｍｍ
滚刀在刀盘的布置
正常磨损 刀具的正常磨损是指刀圈的磨损量超过了规定值，磨 损量可用专用的量具进行测量。
四、案例 工程概况： 沈阳地铁一号线13标工程施工场地位于沈阳市和平区与 沈河区交接地段，标段单线长1330.267 m。
中街站
门站 远 怀
四、案例
盾构穿越断面地层大部分为圆砾层,富含地下水,地层透水性很强
本区间范围内的地形变化平缓，地面标高介于49.64～51.72m， 最大地面高差2.08 m。地貌类型为浑河新扇。勘察深度内的由第 四系全新统人工填筑层（Q4ml）、第四系全新统浑河新扇冲洪积 层（Q41al+pl）、第四系上更新统浑河老扇冲洪积层 （Q32al+pl）、第四系下更新统冰水沉积地层（Q1fg1）组成。 本区间隧道上覆地层主要为杂填土①层、粉质粘土④－1层、粉 细砂④－2层、中粗砂④－3层，砾砂④－4层和圆砾④－5层，洞 身穿越地层主要为粉质粘土⑤－1层、中粗砂④－3层，中粗砂⑤－ 3层，砾砂④－4层、砾砂⑤－4层，和圆砾④－5层、圆砾⑤－5层。
浅谈砂卵石地层盾构施工技术
浅谈盾构法隧道施工技术应用措施摘要：本文笔者结合工程实例,介绍其设计和施工要点、土压平衡盾构技术、盾构隧道管片衬砌结构的截面内力计算、盾构刀具与欠压推进处理技术等。
关键词：地铁工程，隧道施工，砂卵石地层，盾构法1引言砂卵石地层是一种典型的力学不稳定地层,在无水状态下,颗粒之间点对点传力,地层反应灵敏,刀盘旋转切削时,刀盘与卵石层接触压力不等,导致刀头震动,在顶进力作用下易产生坍塌,引起围岩扰动和地层变形。
当围岩中的砾卵石越多、粒径越大时,扰动就越大;当隧道顶部大块卵石剥落时,极易引起上覆地层的突然沉陷。
2工程概况广州市轨道交通三号线北延段施工区间2标盾构工程位于广州市白云山东侧，线路从春兰花园（南方医院站南端）向南沿广州大道北路行进，区间中部穿越梅宾街私人住宅楼群，到达怡新花园大门（梅花园站北端）；区间起止里程为Y（Z）DK-3-725.600～Y（Z）DK-2-544.300，右线隧道全长1181.3m，隧道埋深约20～26m，最大纵坡6‰。
3砂卵石地层盾构施工难点3.1隧道开挖面稳定性控制问题在砂卵石地层未受扰动情况下,土层颗粒倚靠直角的摩擦咬合作用维持区域土体稳定,盾构在砂卵石地层掘进过程中若开挖面压力不足,或大块卵石并排排出时,或螺旋输送机的排土量大于刀盘切削土量,在刀盘前上方会产生较大的空洞区域,卵石或砾石将相继松动,快速在开挖面上方引起较大的塌落区,继而使得上覆砂性土和粘性土层产生的松动范围加大,在隧道上方土层较薄处将引起较大的地表沉降。
如果上覆土体的抗剪强度较低,还会引起空区上方土体突然冒落,产生砂卵石地层盾构隧道开挖面失稳现象。
3.2盾构机密封舱土压平衡问题盾构机密封舱内建立土压平衡比较困难,甚至实现不了土压平衡的功能,因为,砂卵石地层易坍塌,不易保持开挖面的稳定;大粒径砂卵石不但切削或破碎难,而且切削下来的碴土经螺旋输送机向外排出也十分困难。
砂卵石处于密封舱内,螺旋输送机内以及盾构周围,对盾构机的扰动,振动很大,不利于掘进参数的调整,包括推进千斤顶的压力,螺旋输送机的转速及排土门的开度,盾构机位置及姿态控制等。
砂卵石地层地铁近接下穿既有盾构区间施工控制技术分析
砂卵石地层地铁近接下穿既有盾构区间施工控制技术分析摘要:我国综合国内的不断提高，促进和带动各个行业获得更好发展，城市化进程也在不断加快当中，城市轨道交通更是呈现出高速的发展态势，为了有效解决城市路面拥堵问题，地铁车站、下穿飞机场、火车站等等应运而生，在提高人们出行效率、解决交通拥堵问题等多个方面起到了至关重要的作用。
因此，本篇文章主要对砂卵石地层地铁近接下穿既有盾构区间施工控制技术进行认真分析，以作参考。
关键词:沙卵石地层地铁；近接下穿；既有；盾构；区间；施工控制技术；众所周知，地层条件的不同，盾构施工对既有隧道的影响也会有很大的差异，工作人员更需要对盾构隧道在施工过程当中不均匀沉降导致的土体变形问题加大分析的力度，同时，站在施工工艺角度以及专业设备选择等方面，展开优化。
因为轨道交通线路在选择上面，非常容易受到多种因素所带来的影响，沙卵石地层当中的盾构施工与其他区域相比较，给予具体施工带来较多的影响，同时，更是会受到施工工序带来的限制，再加上要求高质量以最快的速度完成，所以还需要对沙卵石地层等多方面内容进行仔细分析。
基于此，本文下面对于砂卵石地层地铁近接下穿既有盾构区间施工控制技术展开深入探讨。
1、盾构下穿既有地铁车站存在的问题分析首先，当工作人员参与到具体施工过程当中去，因为受到多种因素所带来的影响，例如：施工沉降等，所以非常有可能对既有线结构以及地铁的正常运行带来不同程度的影响。
通过专业工作人员多年丰富经验进行分析之后发现，盾构施工造成既有车站沉降极有可能达到15mm，与地铁运营公司要求的沉降值相比较，超过2~5mm，所以在盾构掘进施工期间，需要应用科学以及高质量的方法与措施，对沉降进行严格控制，确保地铁运行过程当中不会受到任何因素的影响，可以真正实现安全、有序。
其次，通过对某地铁5号线与地铁4号线下穿既有2号线车站实际施工经验进行仔细的分析和研究，发现既有2号线车站结构底部下2~3m范围之内存在问题，但是现阶段并没有此方面的具体资料。
砂卵石地层地铁盾构施工沉降处理技术分析
砂卵石地层地铁盾构施工沉降处理技术分析摘要：地铁作为城市重要的轨道交通，为城市融合发展营造了诸多便利，并成为大中城市重要的出行方式。
地铁因其自身的高承载能力，有效地缓解了城市交通拥堵状态。
新时期，各大城市逐步加大了地铁工程建设力度。
在地铁工程施工中，往往会遇到一些砂卵石地层。
一旦施工不当，极易出现地铁盾构施工沉降问题。
采用科学合理的沉降处理技术，方可以从整体上解决地铁盾构施工沉降问题，并大幅度提高地铁工程建设成效。
本文结合工作实践，提出了几点施工沉降处理技术要点。
以供参考。
关键词：砂卵石地层；地铁盾构；施工沉降；处理技术我国城市轨道交通建设起步时间较晚，仍然有着较为广阔的发展空间。
且从未来发展趋势来看，多数大中型城市将地铁工程纳入到城市规划中，以期更好地缓解城市交通运输压力。
在实际发展中，因地下空间缺乏完善的预留地铁实施条件，致使地下施工过程中，难免会与其他建筑物间的距离较近。
一旦缺乏强有力的管控或者未采用合理的保护措施，极易影响到地铁工程或者相关建筑结构的安全性与稳定性。
因此，科学合理采用盾构掘进施工工艺，从整体上提高了地铁工程施工质量与效率。
在复杂的砂卵石地层，如何科学合理地采用地铁盾构施工技术，并有效防范沉降问题，就显得尤为重要。
1砂卵石地层地铁盾构施工沉降的引发因素1.1地质因素砂卵石地层的稳定性较差，且具有着强透水、大漂石等诸多劣势。
一旦施工操作不当，极易出现坍塌事故。
在现实中，有些地铁线路位于地下水以下，在掘进工程施工中往往会出现喷涌现象。
亦或者，大飘石含量过高时，掘进过程中，刀盘和螺旋往往会出现卡顿现象，致使施工出现坍塌问题，并拖慢了施工进度。
1.2施工方因素施工团队的综合素养直接影响到地铁盾构施工成效。
因施工方引起的施工沉降问题，主要表现为以下几个方面。
首先，在砂卵石地层施工时，施工方在停机、交接班等情况下，因掌子面惰性浆液保压不当，或者复推不当引起刀盘卡顿，超方引起坍塌等。
其次，在盾构掘进施工中，因同步注浆量较少，凝结时间不足等，满足不了掘进施工所需。
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四、案例
地表建构筑物统计表
建筑物名称 西顺城街 与隧道的 关系 双线上方 线路通过范 围 DK16+767～ +780 结构类型 双向8车道 基础类型及其它 城市主干道 承载力 460Kpa 隧道 埋 深(m) 10.638
怀远门 兴隆轩
双线上方 右线上方
主楼高约8层、 DK16+780～ 耳楼高约5层， 94年维修，桩基础， 460Kpa 桩长约。 灰砂砖墙、砼过 +812 梁结构 DK16+783～ +795 DK16+783～ +795 DK16+842～ +866 6层砖混结构 7层砖混结构 4层砖混结构 基础不详 460Kpa
9#线3标和10#线二期9标 分别推左右线扭矩相差 10~15%
同样地层条件去掉辐条支 撑在相同扭矩下推进速度 由60~80mm/min到 110~130mm/min
刀盘细部考虑
a 侧面形状
(ａ) 平形
(ｂ)部分半圆形
(ｃ) 全半圆形
磨损小
磨损较大
磨损大
• b 要考虑中心局部开口率，此部位开口率易偏小。 • c 在需用刀具能布置开及满足刀盘强度的情况下，尽量加 大开口率。 • 放两张照片二处和典型刀盘
土压建立不好的后果
• 北京砂卵石地层盾构施工现状：
• 盾构在砂卵石地层施工技术是成熟的； • 在600mm大粒径砂砾层技术是没有问题的，技术 难度是一次推进距离和如何降低成本； • 有 800mm 粒径的砂卵石地层，技术还不太成熟。
•
四、案例
2
含水小粒径砂卵石，且含砂量大 于30%地层案例： 沈阳地铁一号线13标
16.058
17.888
四、案例
建筑物名称 线路通过范 围 与隧道的关 系
兴隆轩 DK16+768~DK16+780 右线隧道上方
怀远门
建筑物结构 形式 基础类型及 其它 地基承载力
6层砖混结构
基础不详 460Kpa
兴隆轩
隧道覆土厚 度(m)
11.438
四、案例
建筑物名称 线路通过范围 与隧道的关系 建筑物结构形 式 基础类型及其 它 地基承载力 隧道覆土厚度 (m) 备注 怀远门 DK16+780~DK16+812 双线隧道上方 主楼高约8层、耳楼高 约5层，灰砂砖墙、 砼过梁结构 桩基础，桩长约10m 460Kpa 11.688 94年维修过一次
盾构在大粒径砂卵石地层推进是 世界难题
• 一、盾构设备
• 二、土体改良
三、土压建立
一、设备适应性
• 1、刀盘扭矩及推力
1）理论计算扭矩
T Ti
i 1
9
（1）切削土体所需的扭矩
T1 qu hrdr
0
r0
1 2 q w hr0 2
（2）刀盘自重产生的抵抗旋转的扭矩
T2 GR12
1）特点
a 贝型先行刀锛刀现象严重。 b 硬质合金磨损在一般砂卵石地层是光面磨损在大粒径 卵石地层是小米粒状往下掉。 c 鱼尾刀磨损严重。
2）对策
a 加宽贝型刀的厚度，加大硬质合金块的厚度。 b 同一轨迹布置不同种类的先行刀。 c 开发新型刀具。（已使用镶嵌硬质合金的方铁）圆柱 型刀具。
• 3)滚刀使用
改造好的土体
• 4、预改良土体（市政集团独创）
• （1）无水砂卵石 • 起因：地铁9#线三标盾构推不动，经查原因， 结合泥水平衡泥膜动态渗透平衡创新。 • 机理：分时注入不同浓度泥浆，泥浆提前渗入砂 卵石地层，改变地层的∮值。 • （2）有水砂卵石 防涌喷可引进这个思路。
三、土压建立
• 建议： • 1、土压大小 • 有水大于水压且不低于0.05Mpa • 无水不低于0.05Mpa • 2、稳定土压 • 土压保持任何时间都是稳定的； • 土压大小不受工序变化影响。
• 3、推荐使用材料
• • • • • • • • • （1）无水砂卵石 膨润土泥浆+泡沫 每环加量 W=土体积*孔隙率*120~150% 泥浆与泡沫比例优先用泥浆调整砂卵石 和易性，其余部分泡沫补充。注意泡沫 积和土压有关。 （2）有水砂卵石 一般情况下同无水砂卵石，遇有涌喷情况可加高分子
塌落度检查一般5~10
2、刀盘形式
选择什么刀盘？
刀盘比较
刀盘形式 比较项目 面 板 式 幅 条 式 备 注
开挖面水土压控制
一般存在三个压力： P1：开挖面～面板之间； P2：面板开口进出口之间； P3 ：面板与密封舱内壁之间 （即土压计压力）。 其中：P2受面板开口影响不易 确 定 ， 而 P3=P1-P2 开 挖 面 压 力不易控制，同时控制压力实 际低于开挖面压力。
四、案例 工程概况： 沈阳地铁一号线13标工程施工场地位于沈阳市和平区与 沈河区交接地段，标段单线长1330.267 m。
中街站
门站 远 怀
四ห้องสมุดไป่ตู้案例
盾构穿越断面地层大部分为圆砾层,富含地下水,地层透水性很强
本区间范围内的地形变化平缓，地面标高介于49.64～51.72m， 最大地面高差2.08 m。地貌类型为浑河新扇。勘察深度内的由第 四系全新统人工填筑层（Q4ml）、第四系全新统浑河新扇冲洪积 层（Q41al+pl）、第四系上更新统浑河老扇冲洪积层 （Q32al+pl）、第四系下更新统冰水沉积地层（Q1fg1）组成。 本区间隧道上覆地层主要为杂填土①层、粉质粘土④－1层、粉 细砂④－2层、中粗砂④－3层，砾砂④－4层和圆砾④－5层，洞 身穿越地层主要为粉质粘土⑤－1层、中粗砂④－3层，中粗砂⑤－ 3层，砾砂④－4层、砾砂⑤－4层，和圆砾④－5层、圆砾⑤－5层。
2 2
T5
2 3 xr0 Pd 3
2
T6 2r0 l k P r
T7
2 3 xr0 (0.8 Pd ) 3
T8
2 r0 3 (1 x ) 3
2 2
T9 (r1 r2 )l
2）经验公式：
实践发现装备掘削扭矩与盾构直径的相关性极大，通常 可用下式表示：
11.688
11.438
金昊名城
古籍书店 正阳小区81号 盛京旅游文化广 场
左线外侧
双线上方 双线上方 双线上方
古建筑物加固而成。 460Kpa 年代久远，基础不详 460Kpa
11.438
13.088
7层砖混结构。 人工挖孔桩,桩长,桩 DK16+866～ 桩底标高约，桩 径0.8,C20砼。开发 基础距离隧道顶 商:沈河区房产局修建 460Kpa +983 部约。 科；1993年修建 DK17+018～ dkDK7+065 3层 基础不详，开发商:沈 河区房产局
只有一个压力P，密封 舱内土压计压力与开 挖面的压力相等，因 而平衡压力易于控制。
砂、土适应性 （粒径＜40cm） 砂卵石适应性 （粒径＞40cm） 刀盘扭矩
仅有几根幅条，同时 北京西三环向东四环内 由于开挖面土体受面板开口影 幅条后均设有搅拌叶 地层粒径大致如此。 响，进入密封舱内不顺畅，易 片，土、砂流动顺畅， 粘结，易堵塞。 不易堵塞。 适应性强，必要时可加滚刀。 可作加滚刀辐条式刀 盘。 刀盘扭矩阻力大，需增加设备 刀盘扭矩阻力小，设 备造价低 能力，造价高。 在隧道内更换刀头时 由于是城市隧道，每段 由于有面板，在隧道内更换刀 安全性差，加固土体 长度有限，可避免隧道 头时安全可靠。 内更换刀头。 费用高。
隧道内刀头更换安全性
砂卵石(松散地层）首选刀盘
1）辐条式刀盘；
2）土体流道通畅； 3）刀盘边圈为直角； 4）兼顾中心局部开 口率。
• • • • •
流道通畅对盾构扭矩的影响
a、地铁九号线3#标 中间差一个环扭矩差10~15% b、奥村盾构 去掉中间六块铁推荐速度80mm/min变道 130mm/min • c、中铁铁建在西安 • 两种刀盘同样地层扭矩差30~40%
刀圈偏磨 如果滚刀在掘进工作面不转动，由于刀圈和掘 进工作面的相对运动就会形成刀圈的偏磨。由于中 心区滚刀线速度较小，承受载荷较大，中心区滚刀 容易出现此现象。
在掘进时滚刀时转时不转，或者在某个点转动时间长在 其它点转动时间短，就会产生这样的磨损。
正常磨损： 砂砾层地层弧形刮刀所形成的磨损。
大粒径卵石地层刀具破坏
砂卵石地层盾构施工要点
前言：
• 北京砂卵石地层使用盾构到现在已有15年历史了， 成功的案列很多，全断面砂卵石一次推进1500m 左右不换刀案例很多，下穿铁路、公路、桥梁、 楼房案例也很多。但现在大小问题依然出现最近 地铁14#线、海淀电力隧道事故不断，究其原因 有几方面: • 1、大粒径砂卵石是世界性难题 • 2、设备能力问题（是成功的前提） • 3、施工的正确操作问题（是成功的保证） • 重点讨论：土压盾构设备的刀盘和土体改良
• （3）刀盘正面推力产生的抵抗旋转扭矩 T3 Wr R2 2 • （4）刀盘密封装置产生的抵抗扭矩 • （5）刀盘正面的摩擦扭矩 • （6）刀盘周边的摩擦扭矩 • （7）刀盘背面的摩擦扭矩 • （8）刀盘开口处切削渣土所需的扭矩 • （9）刀盘在密封舱内搅拌所需的扭矩
T4 23 F (n1 RS1 n2 RS 2 )Pw
• • • • a 砂卵石地层优先考虑使用双刃滚刀。 b 为增加滚刀寿命可考虑使用镶嵌硬质合金块的滚刀。 c 适当加大滚刀轨迹的间距。 d滚刀先行刀混合使用
刀具布置
1）刀具作用 a先行刀保护切削刀，切削刀保护刀盘结构。 b 同一轨迹同类刀具前进方向超前的先磨损，滞后的 在超前刀磨完前几乎不磨损。 2）使用多种刀具 中心刀、先行刀、切削刀、周边刀、 注浆口保护刀。 3）同一轨迹同类刀具布置多层，以便增加推进长度。 4）周边保护刀和中心刀是考虑重点。 5）刮刀布置要犬牙交错，不能联排布设。